Khoan phụt xử lý nền công trình thủy lợi - PGS.TS. Nguyễn Phương Mậu

Khoan phôt xö lý nÒn c«ng tr×nh thuû lîi<br /> PGS.TS NguyÔn Ph­¬ng MËu, Gi¸m ®èc C«ng ty TV chuyÓn giao CN, Tr­êng §¹i häc Thuû lîi<br /> Th.S NguyÔn Trung ViÖt, Tr­êng §¹i häc Thuû lîi<br /> I. §Æt vÊn ®Ò.<br /> NÒn c«ng tr×nh thuû lîi ®ãng vai trß rÊt quan träng tíi æn ®Þnh cña c«ng tr×nh vÒ c¸c mÆt chÞu t¶i,<br /> biÕn d¹ng, thÊm v.v nhÊt lµ ®èi víi ®Ëp bª t«ng träng lùc, trµn x¶ lò, cèng, cÇu. Tõ nh÷ng n¨m ®Çu<br /> cña thÕ kØ 18 ng­êi Ph¸p ®· tiÕn hµnh gia cè nÒn b»ng phun Ðp xi m¨ng, nhÊt lµ ®èi víi nÒn ®¸ bÞ nøt<br /> nÎ nh»m c¶i thiÖn kh¶ n¨ng chÞu t¶i, ®ång nhÊt ho¸ c¸c tÝnh chÊt c¬ häc, gi¶m kh¶ n¨ng biÕn d¹ng<br /> cña khèi ®¸ vµ t¨ng kh¶ n¨ng chèng thÊm qua nÒn gi¶m ¸p lùc thÊm d­íi ®¸y c«ng tr×nh vµ c¸c biÕn<br /> h×nh thÊm cã thÓ xÈy ra.<br /> Tõ ®ã tíi nay c«ng nghÖ khoan phôt ®· ®¹t ®­îc nhiÒu thµnh tùu vµ trë thµnh c«ng cô kh«ng thÓ<br /> thiÕu trong ngµnh x©y dùng nãi chung vµ thuû lîi nãi riªng.<br /> Tuy nhiªn do sù phøc t¹p vµ c¸c ®Æc ®iÓm nøt nÎ cña ®Êt ®¸ lµ rÊt ®a d¹ng nªn c«ng nghÖ khoan<br /> phôt vÉn chñ yÕu dùa vµo kinh nghiÖm thùc tÕ vµ kÕt qu¶ khoan phôt thö nghiÖm mµ ch­a cã lý<br /> thuyÕt hoµn chØnh. §Ó phÇn nµo gióp ®éc gi¶ hiÓu râ h¬n vÒ tÝnh phøc t¹p cña c«ng t¸c khoan phôt<br /> trong nÒn ®¸ so víi nÒn ®Êt, trong khu«n khæ bµi b¸o nµy tiÕn hµnh ph©n tÝch mét sè kÕt qu¶ nghiªn<br /> cøu nh»m gãp phÇn ®Þnh h­íng nghiªn cøu vµ rót ra c¸c kÕt luËn chÝnh x¸c h¬n lµm c¬ së cho c«ng<br /> t¸c thiÕt kÕ còng nh­ x¸c ®Þnh chÝnh x¸c c¸c tham sè ¶nh h­ëng tíi khoan phôt trong nÒn ®¸.<br /> II. Qu¸ tr×nh phun Ðp vµ sù di chuyÓn cña vËt liÖu.<br /> Khoan phôt vµo nÒn ®¸ lµ Ðp vËt liÖu vµo c¸c khe nøt, lç rçng trong khèi ®¸. Qu¸ tr×nh lan truyÒn<br /> ®ã chñ yÕu lµ lan truyÒn trong mÆt ph¼ng - mÆt khe nøt. Phun Ðp th«ng qua c¸c lç khoan ®­îc xem lµ<br /> bµi to¸n ph¼ng, cßn khi vËt liÖu ®· di chuyÓn xa h¼n lç khoan th× ®­îc xem lµ bµi to¸n mét chiÒu,<br /> xem (H-1):<br /> vx<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> rx<br /> <br /> <br /> H-1. Lan truyÒn vËt liÖu trong khe nøt H-2. Quan hÖ tèc ®é vµ chiÒu dµi lan truyÒn cña vËt liÖu<br /> NÕu qu¸ tr×nh phun Ðp vµo khe nøt ®­îc tiÕn hµnh ®¬n lÎ theo c¸c mÆt ph¼ng song song cña khe<br /> nøt víi nhau xuÊt ph¸t tõ mét lç khoan víi l­îng vËt liÖu kh«ng ®æi theo thêi gian th× tèc ®é lan<br /> truyÒn lín nhÊt cña vËt liÖu sÏ ®¹t ®­îc ë ®iÓm ®Çu (®iÓm tiÕp xóc víi khe nøt) vµ gi¶m dÇn tíi<br /> kh«ng khÝ dßng vËt liÖu tiÕn xa hè khoan, (H – 2). Song quy luËt nµy chØ ®óng khi hè khoan phun Ðp<br /> vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng cña khe nøt, (H – 3):<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Ellipse<br /> <br />  Kreis<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H-3.Hè khoan vu«ng gãc víi H-4. Hè khoan kh«ng vu«ng gãc<br /> <br /> <br /> 1<br />  mÆt ph¼ng khe nøt víi mÆt ph¼ng khe nøt.<br /> Trong tr­êng hîp hè khoan kh«ng vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng khe nøt mµ t¹o thµnh mét gãc<br /> nghiªng th× tiÕt diÖn khe nøt ®­îc phun Ðp sÏ lín vµ vËt liÖu ®­îc ®Èy vµo khe nøt nhiÒu h¬n (H - 4):<br /> Trong thùc tÕ c¸c khe nøt ph¼ng th­êng bÞ c¾t ngang bëi c¸c khe nøt xiªn kh¸c, v× vËy tèc ®é lan<br /> truyÒn vËt liÖu sÏ bÞ ¶nh h­ëng vµ thay ®æi râ rÖt, dßng chuyÓn ®æi kh«ng cßn ®èi xøng vµ h­íng<br /> t©m n÷a.<br /> Ngoµi ra dßng lan truyÒn chÞu ¶nh h­ëng bëi c¸c yÕu tè kh¸c nhau nh­: h×nh d¹ng, ®é më, ®é<br /> nh¸m vµ møc ®é thay ®æi cña khe nøt v.v. (H – 5):<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Ausbreit-front<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H-5. ThÝ nghiÖm cña Lomize H-6. ¶nh h­ëng cña c¸c vÐt nøt giao nhau vµ sù thay ®æi tiÕt diÖn<br /> víi c¸c h×nh d¹ng khe nøt kh¸c nhau cña nã tíi ¶nh h­ëng lan truyÒn cña dßng vËt liÖu.<br /> C¸c khe nøt xiªn céng víi sù thay ®æi tiÕt diÖn cña khe nøt còng lµm thay ®æi h­íng cña dßng vËt<br /> liÖu, (H-6):<br /> Cho ®Õn nay c¸c biÕn ®éng cña c¸c khe nøt trong khèi ®¸ vÉn ch­a ®­îc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c vµ râ<br /> rµng do c¸c m« h×nh tÝnh to¸n, thiÕt kÕ, suy diÖn qu¸ tr×nh lan truyÒn chØ cã ý nghÜa ®èi víi c¸c<br /> tr­êng hîp ®¬n gi¶n.<br /> III. KÕt luËn.<br /> Qua thùc tiÔn khoan phôt còng nh­ ®Þnh tÝnh qua c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ban ®Çu cho phÐp chóng<br /> ta nªu ra quy luËt vÒ dßng chuyÓn dêi vËt liÖu nh­ sau:<br /> Søc c¶n ®èi víi dßng chuyÓn dêi vËt liÖu do khoan phôt phô thuéc vµo c¸c yÕu tè:<br /> a) §é më cña khe nøt 2a.<br /> b) §é nh¸m cña mÆt khe nøt K/Dn víi k lµ ®é nh¸m tuyÖt ®èi, Dn lµ ®­êng kÝnh th«ng thuû<br /> quy ®æi.<br /> Dùa vµo mèi t­¬ng quan nµy nhiÒu nhµ khoa häc trªn ThÕ giíi ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu b»ng c¸c<br /> m« h×nh kh¸c nhau nh­: Pioseuille, Blasius, Nikuradse, Lomize v.v... ®Ó t×m ra qui luËt vÒ søc c¶n<br /> còng nh­ l­u l­îng chuyÓn dêi cña vËt liÖu vµo khe nøt cña khèi ®¸ nÒn còng nh­ qui luËt lan truyÒn<br /> cña nã.<br /> <br /> <br /> Tµi liÖu tham kh¶o<br /> [1]. Donel, M: Bodeninjektionstechnik. Verlag Glueckauf GmbH 1991.<br /> [2]. Louis: Stroemungsvorgaenge in klueftigen Medien und ihre Wirkung auf die Standsicherheit von<br /> Bawerken und Boeschungen im Fels. Karlsruhe 1967.<br /> [3]. Cambefort: Bodeninjektionstechnik. Bauverlag Wiesbaden 1969.<br /> [4]. ThiÕt kÕ vµ thi c«ng khoan phôt v÷a xi m¨ng gia cè nÒn ®Ëp 1998.<br /> <br /> 2<br />  SUMMARY<br /> The foundation of hydraulic work plays an important role in work’s stability in term of load,<br /> deformation, seepages... aspects, especially for reinforced concrete dams, spillways, culverts and<br /> bridges. Although there are wide range of complex cracking features, mortar drilling and spouting<br /> has been based on practically experiences sofar. The results of mortar drilling and spouting theory<br /> are still fully developed.<br /> This article focus on analyzing some research results in order to give direction for research and<br /> design foundation of hydraulic work.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3<br />